复杂地基基础加固技术研究

来源:用户上传      作者: 汤浩

　　摘要：某建筑物因在建中有沉降现象,笔者对其建筑下沉做出了分析，并提出了相应的加固方案,有效地控制了其建筑物的沉降。
　　关键词：地基;基础下沉;加固方案
　　1 下沉原因分析
　　（1）该场地采用淤泥土与搅拌桩形成的复合地基形式。淤泥土虽然为不透水层，但淤泥土底下的砂土为较好的透水层，是较好的流水通道，荷载从筏板传向淤泥土与搅拌桩形成的复合地基上，搅拌桩为柔性桩体首先产生变形，使得淤泥土在荷载作用下产生压缩变形和排水下沉，水从砂土层排出。由于淤泥土的下沉，造成桩体一方面产生变形，另一方面下沉，桩尖砂土被剪切破坏。从场地表面看做过压板试验满足承载力要求，但由于有较厚淤泥土和砂土的存在，使得试验荷载承载力现象是假象的、暂时的。
　　（2）由于场地生活垃圾和工业垃圾的影响，给搅拌桩施工质量带来问题，垃圾中的布料、胶袋等对搅拌桩机钻头处注浆均匀性的阻止很大，在施工工人不注意的情况下，会造成局部桩体不成形，这些桩在荷载的作用下会产生过大的变形，使得建筑物下沉。
　　（3）搅拌桩体进入淤泥土层以外的其他土层较少，淤泥土较厚，搅拌桩周土对搅拌桩的约束较差，搅拌桩尖局部进入斜坡的砂土上，在荷载和负摩擦作用下其桩端被剪切破坏的可能性极大，这些将会造成桩体倾斜、纵横向变形加大，甚至折断。
　　（4）淤泥土在荷载作用下，由于通过砂土排水，一方面压缩变形或排水固结下沉，另一方面向外挤压流动，对搅拌桩可造成侧向压力产生侧向位移，搅拌桩无约束产生倾斜或破坏。
　　2 地基基础加固方法分类与比较
　　鉴于场地地质情况复杂，筏板底下搅拌桩体较多，而且产生变形后的桩体位置很难确定，筏板较厚，经过技术人员与专家的多次讨论，作出比选方案如下：
　　2.1 在筏板下进行地基加固方法
　　地基加固方法是使搅拌桩周土固结的任何灌浆处理，但由于搅拌桩间距仅为1m，桩直径为550mm，桩间土仅为1000mm，一般桩位施工产生的偏位较大，而且桩已产生变形，甚至有的移位、倾斜，筏板较厚，无法直接找到桩间土处钻孔灌浆，若钻孔多处对筏板破坏较大，若钻到搅拌桩上灌浆又不可能将浆液注入桩外的土中，所以凡是选用筏板底进行注浆的工艺都是无法实现的。
　　2.2 在筏板下进行桩式托换方法
　　在筏板下进行桩式托换，不管桩径大小，此桩必须是端承桩，桩可以落在搅拌桩内或桩间土内，但托换桩尖必须进入可靠的持力层，同时还必须考虑淤泥土对托换桩的负摩擦力的影响，但由于场地岩溶发育，若钻孔时桩尖通过溶洞，会造成大量的水、砂、淤泥土向溶洞中流入，使建筑物很快下沉发生危险，若桩尖置于砂土上，可以对砂土进行适当灌浆，形成桩尖扩大头，但由于底下有溶洞，砂土与水泥浆形成的扩大头不可靠，加上淤泥土的负摩擦力较大，也无法进行有效的托换，当然可采用套管内进钻法使桩进入可靠的持力层，但溶洞大小难测，施工。
　　2.3 静压桩托换法
　　由于桩进入砂层后无法压入，淤泥土负摩擦力较大，会使桩下沉，此外，进入砂层产生较小的锚固端，由于桩直径受限，桩在淤泥土中产生的变形大；负摩擦力的存在和桩身的变形，使得静压桩有假象的承载力。
　　2.4 外围加大基底面积和复合地基加固处理综合方法
　　此方法是通过复合地基处理来达到加固目的，但必须注意以下几个问题：
　　（1）淤泥土与搅拌桩的复合形式已有前车之鉴，不可取。
　　（2）将淤泥土体整体固结，形成整体固结复合体，利用整体固结复合体。一方面，通过延伸筏板和肋梁压在整体固结复合体上，使基础底面积增大，荷载通过扩大的基础底面积传递到复合体上，实现基础托换；另一方面，由于建筑物一周整体固结复合体的存在，约束原筏板基础底下的淤泥土和搅拌桩构成的复合地基。明确加固目的后，提出采用较为可靠的群体搅拌桩固凝体加固法，在建筑物外围做搅拌桩，桩与桩之间相连，直径为550mm，共计桩排为6～7 排，桩长以进入砂土约1m为宜，在建筑物周边形成约4.0m的固结土体带，固结土体带上设置筏板和肋梁与原筏板、肋梁连成一体，使原复合基础和新的固结土体共同工作。但由于室外市政设施已基本完成，筏板加宽托换法不适用。
　　2.5 群体小桩托换法
　　2.5.1 加固思路
　　（1）在筏板下做扩底小桩托换法进行托换，由于钻孔成桩对筏板造成伤害，故对筏板进行加厚处理。
　　（2）由于通过成桩后桩底灌浆，使桩尖土体，特别是砂土固结，形成扩大头，使桩尖土体强度得到提高，土体被冲切破坏的可能性减少，提高托换桩承载能力的可靠度。
　　（3）由于场地地质情况复杂，桩尖无法进入可靠的持力层，虽然采用桩底灌浆法来提高桩尖土的承载力，但也无法保证桩下的土洞和溶洞对桩承载力造成的影响，故只能采用桩间距较小的群桩托换办法，由于群桩效应的形成，托换桩与搅拌桩的共同工作，加上托换桩尖有可靠的端承土体，可快速的控制沉降。
　　2.5.2 加固方式
　　（1）采用扩底小桩托换法进行桩式托换。
　　（2）采用加大截面法对筏板进行加固。
　　2.5.3 施工技术参数及施工要求
　　（1）桩径φ250，桩身强度M15，桩排距1.5m，现场施工时根据建筑物不均匀沉降的大小，桩距作适当调整；
　　（2）桩长约15m，桩尖进入砂土和黏性土共计不小于2m，考虑局部不均匀沉降，部分桩长视地质条件作适当调整；
　　（3）桩配筋4φ8，箍筋φ8×200，注浆管2 个，内径不小于30mm；
　　（4）桩身材料为粉煤灰水泥砂浆，粉煤灰掺和量为5%～8%，水泥：砂为1：1；（5）砂浆灌入过程，埋管高度不小于1m，孔底第一次灌浆料灌入时提升管口与孔底高度不大于200mm，灌入砂浆压力为0.3～2MPa；
　　（6）待孔内砂浆灌注成桩24h 初凝后，再通过灌浆管高压灌注水泥浆，水灰比为0.5～1，最终压力为2.5～3MPa；
　　（7）由于工程工期紧，需多台施工机具作业，为防止局部成孔较多对建筑物产生负加下沉引起的不均匀沉降和过大下沉，施工作业机具成孔应分散布置进行施工。

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